Identifiquem un nou mecanisme cel·lular implicat en la malaltia de Charcot-Marie-Tooth

Un equip investigador del grup de Neurogenètica i Medicina Molecular de l'Institut de Recerca Sant Joan de Déu (IRSJD), ha identificat un nou mecanisme molecular que ajuda a explicar l'origen de la malaltia de Charcot-Marie-Tooth causada per mutacions en el gen GDAP1, una de les neuropaties hereditàries més freqüents. L'estudi GDAP1 orchestrates redox signaling at membrane contact sites to preserve axonal integrity in Charcot-Marie-Tooth disease, publicat a Neurobiology of Disease, mostra que la proteïna mitocondrial GDAP1 és essencial perquè diferents estructures de l'interior de les cèl·lules nervioses treballin de manera coordinada. Quan aquesta proteïna no funciona correctament, aquesta comunicació es veu alterada i, amb el temps, els axons -les prolongacions que transmeten els impulsos nerviosos- es deterioren. En la investigació ha participat la Unitat de Microscòpia Confocal i col·laboradors del Medical College of Wisconsin.

Charcot-Marie-Tooth

La malaltia de Charcot-Marie-Tooth (CMT) és un conjunt de malalties rares hereditàries que afecten els nervis perifèrics, responsables de transmetre els senyals entre el cervell, la medul·la espinal i la resta del cos. A mesura que aquests nervis es deterioren, les persones afectades poden presentar debilitat i atròfia muscular, dificultats per caminar, problemes d'equilibri i una pèrdua progressiva de sensibilitat, sobretot als peus i a les mans. Tot i que actualment no té cura, la recerca és clau per entendre els mecanismes que provoquen la malaltia i desenvolupar nous tractaments que en puguin frenar la progressió.

Quan les estructures de la cèl·lula deixen de treballar coordinadament

Per funcionar correctament, les neurones necessiten que les diferents estructures que hi ha al seu interior treballin de manera coordinada i es comuniquin entre elles. En aquest estudi, els investigadors han descobert que la proteïna GDAP1 té un paper essencial en aquesta coordinació, ja que ajuda a mantenir la comunicació entre les estructures encarregades de produir energia, obtenir nutrients i protegir la cèl·lula dels danys causats per l'estrès oxidatiu.

Analitzant cèl·lules de pacients amb malaltia de Charcot-Marie-Tooth i un model experimental en ratolí , l'equip va observar que, quan la proteïna GDAP1 no funciona correctament, aquesta comunicació entre orgànuls es trenca. Com a conseqüència, les cèl·lules perden la capacitat de mantenir el seu equilibri intern, s'altera el metabolisme dels greixos necessaris per al bon funcionament dels nervis i els axons -les prolongacions que transmeten els impulsos nerviosos- i acaben deteriorant-se de manera progressiva.

Quan els nervis comencen a deteriorar-se

L'equip investigador també va demostrar que aquestes alteracions dins de les cèl·lules acaben afectant directament l'estructura dels nervis. En el model murí estudiat van observar que diversos components essencials per al bon funcionament de les neurones deixaven d'estar distribuïts correctament i que es deterioraven algunes de les estructures encarregades de transmetre els impulsos nerviosos de manera ràpida i eficient, com ara el nodus de Ranvier.

A més, les cèl·lules presentaven un augment de l'estrès oxidatiu -un desequilibri que pot provocar dany cel·lular- i alteracions en processos essencials per mantenir la salut dels nervis. En conjunt, els resultats indiquen que la manca de la proteïna GDAP1 desencadena una sèrie d'alteracions que, amb el temps, afavoreixen la degeneració dels axons, les fibres nervioses responsables de transmetre la informació entre el cervell, la medul·la espinal i la resta del cos.

Noves oportunitats per al desenvolupament de tractaments

Un dels resultats més prometedors de l'estudi és que els investigadors van aconseguir recuperar parcialment el funcionament normal de les cèl·lules en els models experimentals. Ho van fer tant restaurant la funció de la proteïna GDAP1 com corregint el desequilibri químic que provoca la seva alteració.

Tot i que aquests resultats encara es troben en una fase inicial de la recerca, indiquen que aquests mecanismes podrien convertir-se en una nova via per desenvolupar tractaments capaços de frenar la progressió de la malaltia de Charcot-Marie-Tooth en el futur. Aquest focus es part de la col·laboració que el grup manté amb l'IBEC arran d'un projecte finançat per Torrons Vicencs-RAC1. La investigadora Lara Cantarero del grup de recerca Neurogenètica i Medicina Molecular de l'IRSJD i primera autora de l'estudi comenta:

"Sabíem que la proteïna GDAP1 era important per al funcionament de les cèl·lules nervioses, però ara hem descobert que també és imprescindible perquè les diferents estructures de la cèl·lula treballin de manera coordinada. Quan aquesta comunicació es trenca, els nervis comencen a deteriorar-se."